土工試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、 土 工 試 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書山東水利職業(yè)學(xué)院2003.2目錄一、顆粒分析試驗(yàn) 附1-1篩析法 附1-2密度計(jì)法（比重計(jì)法） 二、密度試驗(yàn)（環(huán)刀法） 三、含水率試驗(yàn)（烘干法） 四、比重試驗(yàn)（比重瓶法） 五、界限含水率試驗(yàn) 六、擊實(shí)試驗(yàn) 七、滲透試驗(yàn) 八、固結(jié)試驗(yàn)（快速法） 九、直接剪切試驗(yàn) 十、三軸壓縮試驗(yàn) 一、顆粒分析試驗(yàn)11 篩析法（篩分法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定干土各粒組占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，以便了解土粒的組成情況。供砂類土的分類、判斷土的工程性質(zhì)及建材選料之用。（二）試驗(yàn)原理土的顆粒組成在一定程度上反映了土的性質(zhì)，工程上常依據(jù)顆粒組成對土進(jìn)行分類，粗粒土主要是依據(jù)顆粒組成進(jìn)行分類的，細(xì)粒土由

2、于礦物成分、顆粒形狀及膠體含量等因素，則不能單以顆粒組成進(jìn)行分類，而要借助于塑性圖或塑性指數(shù)進(jìn)行分類。顆粒分析試驗(yàn)可分為篩析法和密度計(jì)法，對于粒徑大于0.075mm的土?？捎煤Y析法測定，而對于粒徑小于0.075mm的土粒則用密度計(jì)法來測定。篩析法是將土樣通過各種不同孔徑的篩子，并按篩子孔徑的大小將顆粒加以分組，然后再稱量并計(jì)算出各個粒組占總量的百分?jǐn)?shù)。（三）儀器設(shè)備1標(biāo)準(zhǔn)篩：孔徑10、5、2、1.0、0.5、0.25、0.075mm；2天平：稱量1000g，分度值0.1g；3臺稱：稱量5kg，分度值1g；4其它：毛刷、木碾等。（四）操作步驟1備土：從大于粒徑0.075mm的風(fēng)干松散的無粘性土中

3、，用四分對角法取出代表性的試樣。2取土：取干砂300-500g稱量準(zhǔn)確至0.2g。3搖篩：將稱好的試樣倒入依次疊好的篩，然后按照順時(shí)針或逆時(shí)針進(jìn)行篩析。振搖時(shí)間一般為1015分鐘。4稱量：逐級稱取留在各篩上的質(zhì)量。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1將土樣倒入依次疊好的篩子中進(jìn)行篩析。2篩析法采用振篩機(jī)，在篩析過程中應(yīng)能上下振動，水平轉(zhuǎn)動。3稱重后干砂總重精確至2g。4 試驗(yàn)誤差小于1% 。（六）計(jì)算及制圖1按下列計(jì)算小于某顆粒直徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)： 式中：X小于某顆粒直徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，； mA小于某顆粒直徑的土質(zhì)量，g；mB所取試樣的總質(zhì)量（500g）。2用小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，顆粒直徑（mm）

4、的對數(shù)值為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小分配曲線。（七）試驗(yàn)記錄顆粒分析試驗(yàn)記錄表（篩析法）土樣編號 142 干土質(zhì)量 500g 試驗(yàn)者 土樣說明 粗砂 試驗(yàn)日期 校核者 12 密度計(jì)法（比重計(jì)法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定小于某粒徑的顆粒占土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，以便了解土粒的大小分配情況，并作為粘性土分類的依據(jù)及土工建筑選材之用。（二）試驗(yàn)原理密度計(jì)法，是將一定量的土樣（粒徑<0.075mm）放在量筒中，然后加蒸餾水，經(jīng)過攪拌，使土的大小顆粒在水中均勻分布，當(dāng)土粒在液體中靠自重下沉?xí)r，較大的顆粒下沉較快，而較小的顆粒下沉則較慢。讓土粒沉降過程中，用密度計(jì)測出在懸液中對應(yīng)于不同時(shí)間的不同懸液密度，根據(jù)密度計(jì)讀

5、數(shù)和土粒的下沉?xí)r間，就可計(jì)算出粒徑小于某一粒徑d（mm）的顆粒占土樣的百分?jǐn)?shù)。（三）儀器設(shè)備1密度計(jì)：目前通常采用的密度計(jì)有甲、乙兩種，現(xiàn)介紹甲種密度計(jì)。甲種密度計(jì)刻度自060，最小分度單位為1.0；如附圖11所示。2量筒：容積1000ml；3天平：稱量200g，分度值0.01g；4攪拌器：輪徑50mm，孔徑3mm；5煮沸設(shè)備：電熱器、三角燒瓶等；6分散劑：4六偏磷酸鈉或其它分散劑；7其它：溫度計(jì)、蒸餾水、燒杯、研缽和秒表等。（四）操作步驟1稱取試樣：取有代表性的風(fēng)干或烘干土樣100200g，放入研缽中，用帶橡皮頭的研棒研散，將研散后的土過0.075mm篩，均勻拌和后稱取試樣30g。2浸泡試樣

6、：將稱好的試樣小心倒入燒瓶中，注入200ml蒸餾水對試樣進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間不少于18小時(shí)。3煮沸分散：將浸泡好后的試樣稍加搖蕩后，放在電熱器上煮沸。煮沸時(shí)間從沸騰時(shí)開始，粘土約需要1小時(shí)，附圖11 甲種比重計(jì)其它土不少于半小時(shí)，對教學(xué)試驗(yàn)，浸泡試樣及煮沸分散均由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備。4制備懸液：土樣經(jīng)煮沸分散冷卻后，倒入量筒內(nèi)。然后加4濃度的六偏磷酸鈉約10ml于溶液中，再注入蒸餾水，使筒內(nèi)的懸液達(dá)到1000ml。5攪拌懸液：用攪拌器在懸液深度上下攪拌1分鐘，往復(fù)各30次，使懸液內(nèi)土粒均勻分布。6定時(shí)測讀：取出攪拌器，立即開動秒表，測定經(jīng)過1、5、30、120、1440分鐘時(shí)的密度計(jì)數(shù)讀。每次測讀完后，

7、立即將密度計(jì)取出，放入盛水量筒中，同時(shí)測記懸液溫度，準(zhǔn)確至0.5。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)15分鐘時(shí)的讀數(shù)是包括1分鐘讀數(shù)的時(shí)間，其余30、120、1440分鐘的讀數(shù)時(shí)間也是如此累加。2讀數(shù)后甲種密度計(jì)必須立即從量筒里取出，否則會阻礙土粒下沉速度。（六）計(jì)算及制圖1由于刻度、溫度與加入分散劑等原因，密度計(jì)每一次讀數(shù)須先經(jīng)彎液面校正后，由實(shí)驗(yàn)室提供的RL關(guān)系圖，查得土粒有效沉降距離，計(jì)算顆粒的直徑d，按簡化公式計(jì)算： 式中：d顆粒直徑，mm； K粒徑計(jì)算系數(shù)（由實(shí)驗(yàn)室提供的資料查得）； L某時(shí)間t內(nèi)的土粒沉降距離（由實(shí)驗(yàn)室提供的資料查得）； t沉降時(shí)間，s。2將每一讀數(shù)經(jīng)過刻度與彎液面校正、溫度校正、

8、土粒比重校正和分散劑校正后，按下列計(jì)算小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：式中： X小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，； ms試樣干土質(zhì)量（30g）； Cs土粒比重校正系數(shù)，可查甲種密度計(jì)的土粒比重校正值表（由實(shí)驗(yàn)室提供的資料查得）；R甲種密度計(jì)讀數(shù)； mt溫度校正值，可查甲種密度計(jì)的溫度校正值表（由實(shí)驗(yàn)室提供的資料查得）； n刻度及彎液面校正值（由實(shí)驗(yàn)室提供的圖表中查得）； CD分散劑校正值（由實(shí)驗(yàn)室提供資料）。3用小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)X（）為縱坐標(biāo)，粒徑d（mm）的對數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小級配曲線。（七）試驗(yàn)記錄顆粒分析試驗(yàn)記錄表（密度計(jì)法） 土樣編號 密度計(jì)號 試 驗(yàn) 者 干土質(zhì)量 量 筒 號 校

9、核 者 土粒比重 比重計(jì)校正值 試驗(yàn)日期 二、密度試驗(yàn)（環(huán)刀法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定土的濕密度，以了解土的疏密和干濕狀態(tài)，供換算土的其它物理性質(zhì)指標(biāo)和工程設(shè)計(jì)以及控制施工質(zhì)量之用。（二）試驗(yàn)原理土的濕密度是指土的單位體積質(zhì)量，是土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)之一，其單位為g/cm3。環(huán)刀法是采用一定體積環(huán)刀切取土樣并稱土質(zhì)量的方法，環(huán)刀內(nèi)土的質(zhì)量與體積之比即為土的密度。密度試驗(yàn)方法有環(huán)刀法、蠟封法、灌水法和灌砂法等。對于細(xì)粒土，宜采用環(huán)刀法；對于易碎裂、難以切削的土，可用蠟封法；對于現(xiàn)場粗粒土，可用灌水法或灌砂法。（三）儀器設(shè)備1環(huán)刀：內(nèi)徑68cm，高23cm。2天平：稱量500g，分度值0.01g。3其

10、它：切土刀、鋼絲鋸、凡士林等。（四）操作步驟1量測環(huán)刀：取出環(huán)刀，稱出環(huán)刀的質(zhì)量，并涂一薄層凡士林。2切取土樣：將環(huán)刀的刀口向下放在土樣上，然后用切土刀將土樣削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削使土樣上端伸出環(huán)刀為止，然后將環(huán)刀兩端的余土削平。3土樣稱量：擦凈環(huán)刀外壁，稱出環(huán)刀和土的質(zhì)量。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1稱取環(huán)刀前，把土樣削平并擦凈環(huán)刀外壁；2如果使用電子天平稱重則必須預(yù)熱，稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后二位。（六）計(jì)算公式按下列計(jì)算土的濕密度： 式中：密度，計(jì)算至0.01g/cm； m濕土質(zhì)量，g； m1環(huán)刀加濕土質(zhì)量，g； m2環(huán)刀質(zhì)量，g； V環(huán)刀體積，cm。密度試驗(yàn)需進(jìn)行二次平

11、行測定，其平行差值不得大于0.03g/cm，取其算術(shù)平均值。（七）試驗(yàn)記錄密度試驗(yàn)記錄表（環(huán)刀法）試驗(yàn)者 校核者 試驗(yàn)日期 三、含水率試驗(yàn)（烘干法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定土的含水率，以了解土的含水情況，是計(jì)算土的孔隙比、液性指數(shù)、飽和度和其它物理力學(xué)性質(zhì)不可缺少的一個基本指標(biāo)。（二）試驗(yàn)原理含水率反映土的狀態(tài)，含水率的變化將使土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)隨之而異。這種影響表現(xiàn)在各個方面，如反映在土的稠度方面，使土成為堅(jiān)硬的、可塑的或流動的；反映在土內(nèi)水分的飽和程度方面，使土成為稍濕、很濕或飽和的；反映在土的力學(xué)性質(zhì)方面，能使土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增加或減小，緊密或疏松，構(gòu)成壓縮性及穩(wěn)定性的變化。測定含水率的方

12、法有烘干法、酒精燃燒法、炒干法、微波法等等。（三）儀器設(shè)備1烘箱：采用溫度能保持在105110的烘箱。2天平：稱量500g，分度值0.01g。3其它：干燥器、稱量盒等。（四）操作步驟1濕土稱量：選取具有代表性的試樣1520g，放入盒內(nèi)，立即蓋好盒蓋，稱出盒與濕土的總質(zhì)量。2烘干冷卻：打開盒蓋，放入烘箱內(nèi)，在溫度105110下烘干至恒重后，將試樣取出，蓋好盒蓋放入干燥器內(nèi)冷卻，稱出盒與干土質(zhì)量。烘干時(shí)間隨土質(zhì)不同而定，對粘質(zhì)土不少于8h；砂類土不少于6h。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1剛剛烘干的土樣要等冷卻后才稱重；2稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后二位。（六）計(jì)算公式按下式計(jì)算土的含水率： 式中：含水率，計(jì)算至0.

13、1% mo盒質(zhì)量，g； m1盒加濕土質(zhì)量，g； m2盒加干土質(zhì)量，g； m1m2土中水質(zhì)量，g； m1mo干土質(zhì)量，g 含水率試驗(yàn)需進(jìn)行二次平行試驗(yàn)，其平行差值：含水率<10%不得大于0.5，含水率1040%不得大于1.0，含水率>40%不得大于2.0，取其算術(shù)平均值。（七）試驗(yàn)記錄含水率試驗(yàn)記錄表（烘干法）試驗(yàn)者 校核者 試驗(yàn)日期 四、比重試驗(yàn)（比重瓶法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定土的比重，為計(jì)算土的孔隙比、飽和度以及土的其它物理力學(xué)試驗(yàn)（如顆粒分析的密度計(jì)法試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)等）提供必需的數(shù)據(jù)。（二）試驗(yàn)原理根據(jù)土粒粒徑不同，土的比重試驗(yàn)可分別采用比重瓶法、浮稱法或虹吸筒法，對于粒徑小于5

14、mm的土，采用比重瓶法進(jìn)行。比重瓶法就是由稱好質(zhì)量的干土放入盛滿水的比重瓶的前后質(zhì)量差異，來計(jì)算土粒的體積，從而進(jìn)一步計(jì)算出土粒比重。（三）儀器設(shè)備1比重瓶：容重100ml或50ml；2天平：稱量200g，分度值0.001g；3其它：烘箱、蒸餾水、溫度計(jì)、篩、漏斗、滴管等。（四）操作步驟1取樣稱量：取通過5mm篩的烘干土樣約15g（如用50ml的比重瓶，可取干土約12g）用玻璃漏斗裝入洗凈烘干的比重瓶內(nèi)，稱瓶與土的質(zhì)量。2煮沸排氣：將蒸餾水注入比重瓶內(nèi)，約至瓶的一半高處，搖動比重瓶，并將比重瓶放在砂浴上煮沸，使土粒分散排氣。煮沸時(shí)間自懸液沸騰時(shí)算起，砂及砂質(zhì)粉土不少于30分鐘；粘土及粉質(zhì)粘土應(yīng)

15、不少于1小時(shí)。煮沸時(shí)不要使土液從瓶內(nèi)溢出。3注水稱量：將蒸餾水注入比重瓶內(nèi)至近滿，待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定后及瓶內(nèi)土懸液澄清時(shí)，蓋緊瓶塞，使多余的水分從瓶塞的毛細(xì)管中溢出，擦干瓶外的水分，稱出瓶、水、土總質(zhì)量。稱量后立即測定瓶內(nèi)水的溫度。4查取瓶、水質(zhì)量：根據(jù)測得的溫度，從已繪制的溫度與瓶、水質(zhì)量關(guān)系曲線（由實(shí)驗(yàn)室提供）查取瓶、水質(zhì)量。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1稱重前比重瓶的水位要加滿至瓶塞的毛細(xì)管；2稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后三位。（六）計(jì)算公式按下列計(jì)算土粒的比重： 式中：Gs土粒比重，計(jì)算精確至0.001； ms干土質(zhì)量，g； m1瓶、水質(zhì)量，可查瓶、水質(zhì)量關(guān)系曲線（由實(shí)驗(yàn)室提供）； m2瓶、水、土質(zhì)量，

16、g；Gwtt時(shí)蒸餾水的比重，準(zhǔn)確至0.001，查下表（不同溫度時(shí)水的比重）。 比重試驗(yàn)需進(jìn)行二次平行測定，其平行差不得大于0.02，取其算術(shù)平均值。不同溫度時(shí)水的比重（近似值）（七）試驗(yàn)記錄比重試驗(yàn)記錄表（比重瓶法）工程名稱 試驗(yàn)者 土樣說明 計(jì)算者 試驗(yàn)日期 校核者 五、界限含水率試驗(yàn)液限、塑限聯(lián)合測定法（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定粘性土的液限L和塑限p，并由此計(jì)算塑性指數(shù)Ip 、液性指數(shù)IL，進(jìn)行粘性土的定名及判別粘性土的軟硬程度。（二）試驗(yàn)原理液限、塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與其相應(yīng)的含水率在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進(jìn)行的。利用圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測定儀測得土在不同含

17、水率時(shí)的圓錐入土深度，并繪制其關(guān)系直線圖，在圖上查得圓錐下沉深度為17mm所對應(yīng)得含水率即為液限（注土的定名采用圓錐下沉深度為10mm液限），查得圓錐下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率即為塑限。（三）試驗(yàn)設(shè)備1液塑限聯(lián)合測定儀：如附圖51，有電磁吸錐、測讀裝置、升降支座等，圓錐質(zhì)量76g，錐角30°，試樣杯等；2天平：稱量200g，分度值0.01g；3其它：調(diào)土刀、不銹鋼杯、凡士林、稱量盒、烘箱、干燥器等。（四）操作步驟1土樣制備：當(dāng)采用風(fēng)干土樣時(shí)，取通過0.5mm篩的代表性土樣約200g，分成三份，分別放入不銹鋼杯中，加入不同數(shù)量的水，然后按下沉深度約為45mm，911mm，1517m

18、m范圍制備不同稠度的試樣。2裝土入杯：將制備的試樣調(diào)拌均勻，填入試樣杯中，填滿后用刮土刀刮平表面，然后將試樣杯放在聯(lián)合測定儀的升降座上。3接通電源：在圓錐儀錐尖上涂抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐。4測讀深度：調(diào)整升降座，使錐尖剛好與試樣面接觸，切斷電源使電磁鐵失磁，圓錐儀在自重下沉入試樣，經(jīng)5秒鐘后測讀圓錐下沉深度。5測含水率：取出試樣杯，測定試樣的含水率。重復(fù)以上步驟，測定另兩個試樣的圓錐下沉深度和含水率。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1土樣分層裝杯時(shí)，注意土中不能留有空隙。2每種含水率設(shè)三個測點(diǎn)，取平均值作為這種含水率所對應(yīng)土的圓錐入土深度，如三點(diǎn)下沉深度相差太大，則必須重新調(diào)試土樣。（六

19、）計(jì)算公式1計(jì)算各試樣的含水率：式中符號意義與含水率試驗(yàn)相同。2以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐下沉深度為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，三點(diǎn)連一直線。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上，可通過高含水率的一點(diǎn)與另兩點(diǎn)連成兩條直線，在圓錐下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的含水率。當(dāng)兩個含水率的差值2時(shí)，應(yīng)重做試驗(yàn)。當(dāng)兩個含水率的差值<2時(shí)，用這兩個含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成一條直線（如附圖52中的B線）。3在圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系圖上，查得下沉深度為17mm所對應(yīng)的含水率為液限；查得下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率為塑限。 附圖51 光電式液塑限儀結(jié)構(gòu)示意圖1水平調(diào)節(jié)螺絲；2控制開關(guān)；3指示燈；4零線調(diào)節(jié)螺

20、釘；5反光鏡調(diào)節(jié)螺釘；6屏幕7機(jī)殼；8物鏡調(diào)節(jié)螺釘；9電池裝置；10光源調(diào)節(jié)螺釘；11光源裝置；12圓錐儀；13升降臺；14水平泡；15盛土杯 附圖5-2 圓錐入土深度與含水率關(guān)系圖（七）試驗(yàn)記錄液限、塑限聯(lián)合試驗(yàn)記錄表工程名稱 試驗(yàn)者 試樣編號 計(jì)算者 試驗(yàn)日期 校核者 六、擊實(shí)試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康脑趽魧?shí)方法下測定土的最大干密度和最優(yōu)含水率，是控制路堤、土壩和填土地基等密實(shí)度的重要指標(biāo)。（二）試驗(yàn)原理土的壓實(shí)程度與含水率、壓實(shí)功能和壓實(shí)方法有密切的關(guān)系。當(dāng)壓實(shí)功能和壓實(shí)方法不變時(shí)，土的干密度隨含水率增加而增加，當(dāng)干密度達(dá)到某一最大值后，含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小，能使土達(dá)到最大密度的含水率

21、，稱為最優(yōu)含水率op，與其相應(yīng)的干密度稱為最大干密度dmax。（三）儀器設(shè)備1擊實(shí)儀：如附圖61所示。錘質(zhì)量2.5kg，筒高116mm，體積947.4cm。2天平：稱量200g，分度0.01g。3臺稱：稱量10kg，分度值5g。4篩：孔徑5mm。5其它：噴水設(shè)備、碾土器、盛土器、推土器、修土刀等。（四）操作步驟1制備土樣：取代表性風(fēng)干土樣，放在橡皮板上用木碾碾散，過5mm篩，土樣量不少于20kg。2加水拌和：預(yù)定5個不同含水量，依次相差2，其中有兩個大于和兩個小于最優(yōu)含水量。所需加水量按下式計(jì)算：式中：mw所需加水質(zhì)量，g； mwo風(fēng)干含水率時(shí)土樣的質(zhì)量，g； o土樣的風(fēng)干含水率，；預(yù)定達(dá)到的

22、含水率，。按預(yù)定含水率制備試樣，每個試樣取2.5kg，平鋪于不吸水的平板上，用噴水設(shè)備向土樣均勻噴灑預(yù)定的加水量，并均勻拌和。 3分層擊實(shí)：取制備好的試樣600800g，倒入筒內(nèi)，整平表面，擊實(shí)25次，每層擊實(shí)后土樣約為擊實(shí)筒容積1/3。擊實(shí)時(shí)，擊錘應(yīng)自由落下，錘跡須均勻分布于土面。重復(fù)上述步驟，進(jìn)行第二、三層的擊實(shí)。擊實(shí)后試樣略高出擊實(shí)筒（不得大于6mm）。4稱土質(zhì)量：取下套環(huán)，齊筒頂細(xì)心削平試樣，擦凈筒外壁，稱土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g。附圖61 擊實(shí)儀示意圖5測含水率：用推土器推出筒內(nèi)試樣，從試樣中心處取2個各約1530g土測定含水率，平行差值不得超過1。按24步驟進(jìn)行其它不同含水率試樣的擊

23、實(shí)試驗(yàn)。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1試驗(yàn)前，擊實(shí)筒內(nèi)壁要涂一層凡士林。2擊實(shí)一層后，用刮土刀把土樣表面刨毛，使層與層之間壓密，同理，其它兩層也是如此。3如果使用電動擊實(shí)儀，則必須注意安全。打開儀器電源后，手不能接觸擊實(shí)錘。（六）計(jì)算及繪圖1按下式計(jì)算干密度：式中：d干密度，g/cm3； 濕密度，g/cm3； 含水率，。以干密度d為縱坐標(biāo)，含水率為橫坐標(biāo)，繪制干密度與含水率關(guān)系曲線（附圖62）。曲線上峰值點(diǎn)所對應(yīng)的縱橫坐標(biāo)分別為土的最大干密度和最優(yōu)含水率。如曲線不能繪出準(zhǔn)確峰值點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)。附圖62 關(guān)系曲線（七）試驗(yàn)記錄擊實(shí)試驗(yàn)土樣編號 土粒比重 試驗(yàn)者 土樣類別 每層擊數(shù) 校核者 風(fēng)干含水率 試驗(yàn)

24、儀器 試驗(yàn)日期 試驗(yàn)序號干 密 度含 水 率筒加土質(zhì)量(g)筒質(zhì)量(g)濕土質(zhì)量(g)密度(g/cm3)干密度(g/cm3)盒號盒加濕土質(zhì)量(g)盒加干土質(zhì)量(g)盒質(zhì)量(g)水的質(zhì)量(g)干土質(zhì)量(g)含水率(%)平均含水率(%)-(6)-(7)(7)-(8)12345 七、滲透試驗(yàn)（常水頭試驗(yàn)）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定無粘性土的滲透系數(shù)k，以了解土的滲透性能大小，用于土的滲透計(jì)算和供建造土壩時(shí)選土料之用。（二）試驗(yàn)原理滲透是液體在多孔介質(zhì)中運(yùn)動的現(xiàn)象。滲透系數(shù)是表達(dá)這一現(xiàn)象的定量指標(biāo)。土的滲透性是由于骨架顆粒之間存在孔隙構(gòu)成水的通道所致。常水頭滲透試驗(yàn)適用于粗粒土。（三）儀器設(shè)備170型滲透儀：

25、如附圖71所示。2其它：木擊錘、秒表、天平、溫度計(jì)、量杯等。（四）操作步驟1調(diào)節(jié)：將調(diào)節(jié)管與供水管連通，由儀器底部充水至水位略高于金屬孔板，關(guān)止水夾。2取土：取風(fēng)干試樣34kg，稱量準(zhǔn)確至1.0g，并測定其風(fēng)干含水率。 3裝土：將試樣分層裝入儀器，每層厚23cm，用木錘輕輕擊實(shí)到一定厚度，以控制其孔隙比。4飽和：每層砂樣裝好后，連接調(diào)節(jié)管與供水管，微開止水夾，使砂樣從下至上逐漸飽和，待飽和后，關(guān)上止水夾。5進(jìn)水：提高調(diào)節(jié)管使其高于溢水孔，然后將調(diào)節(jié)管與供水管分開，并將供水管置于試樣筒內(nèi)，開止水夾，使水由上部注入筒內(nèi)。6降低調(diào)節(jié)管：降低調(diào)節(jié)管口使位于試樣上部三分之一處，造成水位差。在滲透過程中，

26、溢水孔始終有余水溢出，以保持常水位。7測記：開動秒表，用量筒自調(diào)節(jié)管接取一定時(shí)間內(nèi)的滲透水量，并重復(fù)一次。測記進(jìn)水與出水處的水溫，取其平均值。8重復(fù)試驗(yàn)：降低調(diào)節(jié)管口至試樣中部及下部三分之一處，以改變水力坡降，按以上步驟重復(fù)進(jìn)行測定。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1裝砂前要檢查儀器的測壓管及調(diào)節(jié)管是否堵塞。2干砂飽和時(shí)，必須將調(diào)節(jié)管接通水源讓砂飽和。3試驗(yàn)時(shí)水源要直接流到試樣筒里，水位與溢水孔齊平。（六）計(jì)算公式按下列計(jì)算滲透系數(shù)： 式中：Q時(shí)間t秒內(nèi)的滲出水量，cm； H 平均水位差（H1+H2）/2，cm； L 兩測壓孔中心間的試樣高度，cm； t 時(shí)間，s；KT水溫為T時(shí)試樣的滲透系數(shù)，cm/s；K

27、20水溫為20時(shí)試樣的滲透系數(shù)，cm/s；T 、20水溫分別為T與20時(shí)水的動力粘滯系數(shù)，T/20的比值可查附表72得出。附圖71 70型滲透儀1試樣筒；2金屬孔板；3測壓孔；4玻璃測壓管；5溢水孔；6滲水孔；7調(diào)節(jié)管；8滑動支架；9容量為5000ml的供水管；10供水管；11止水夾；12容量為500ml的量筒；13溫度計(jì)；14試樣；15礫石層（七）試驗(yàn)記錄常水頭滲透試驗(yàn)記錄表（70型滲透儀）工程名稱 試樣高度 干土重 試驗(yàn)者 土樣編號 試樣面積 孔隙比 校核者 土樣說明 測孔壓間距 土粒比重 試驗(yàn)日期 與溫度的關(guān)系附表72溫度（）5.05.56.06.57.07.58.08.59.09.51

28、0.010.5T/201.5011.4781.4551.4351.4141.3931.3731.3531.3341.3151.2971.279溫度（）11.011.512.012.513.013.514.014.515.015.516.016.5T/201.2611.2431.2271.2111.1941.1761.1681.1481.1331.1191.1041.090溫度（）17.017.518.018.519.019.520.020.521.021.522.022.5T/201.0771.0661.0501.0381.0251.0121.0000.9880.9760.9640.9580.

29、943溫度（）23.024.025.026.027.028.029.030.031.032.033.034.0T/200.9320.9100.8900.8700.8500.8330.8150.7980.7810.7650.7500.735八、固結(jié)試驗(yàn)（快速法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的壓縮變形h和荷載P的關(guān)系，以便計(jì)算土的單位沉降量S1、壓縮系數(shù)av和壓縮模量Es等。（二）試驗(yàn)原理土的壓縮性主要是由于孔隙體積減少而引起的。在飽和土中，水具有流動性，在外力作用下沿著土中孔隙排出，從而引起土體積減少而發(fā)生壓縮，試驗(yàn)時(shí)由于金屬環(huán)刀及剛性護(hù)環(huán)所限，土樣在壓力作用下只能在豎向產(chǎn)生壓縮

30、，而不可能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為側(cè)限壓縮。（三）儀器設(shè)備1固結(jié)儀：試樣面積30cm2，高2cm。2量表：量程10mm，最小分度0.01mm。3其它：刮土刀、電子天平、秒表。（四）操作步驟（1）切取試樣：用環(huán)刀切取原狀土樣或制備所需狀態(tài)的擾動土樣。（2）測定試樣密度：取削下的余土測定含水率，需要時(shí)對試樣進(jìn)行飽和。（3）安放試樣：將帶有環(huán)刀的試樣安放在壓縮容器的護(hù)環(huán)內(nèi)，并在容器內(nèi)順次放上底板、濕潤的濾紙和透水石各一，然后放入加壓導(dǎo)環(huán)和傳壓板。（4）檢查設(shè)備：檢查加壓設(shè)備是否靈敏，調(diào)整杠桿使之水平。 （5）安裝量表：將裝好試樣的壓縮容器放在加壓臺的正中，將傳壓鋼珠與加壓橫梁的凹穴相連接。然后裝上量表，

31、調(diào)節(jié)量表?xiàng)U頭使其可伸長的長度不小于8mm，并檢查量表是否靈活和垂直（在教學(xué)試驗(yàn)中，學(xué)生應(yīng)先練習(xí)量表讀數(shù)）。（6）施加預(yù)壓：為確保壓縮儀各部位接觸良好，施加1kPa的預(yù)壓荷重，然后調(diào)整量表讀數(shù)至零處。（7）加壓觀測：1）荷重等級一般為50、100、200、300、400kPa，每一級荷載壓縮1小時(shí)讀數(shù)，最后一荷載需達(dá)到壓縮穩(wěn)定。2）如系飽和試樣，應(yīng)在施加第一級荷重后，立即向壓縮容器注滿水。如系非飽和試樣，需用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。3）壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為每級荷重下壓縮24小時(shí)，或量表讀數(shù)每小時(shí)變化不大于0.005mm認(rèn)為穩(wěn)定（教學(xué)試驗(yàn)可另行假定穩(wěn)定時(shí)間）。測記壓縮穩(wěn)定讀數(shù)后，施加第

32、二級荷重。依次逐級加荷至試驗(yàn)結(jié)束。4）試驗(yàn)結(jié)束后迅速拆除儀器各部件，取出試樣，必要時(shí)測定試驗(yàn)后的含水率。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1首先裝好試樣，再安裝量表。在裝量表的過程中，小指針需調(diào)至整數(shù)位，大指針調(diào)至零，量表?xiàng)U頭要有一定的伸縮范圍，固定在量表架上。2加荷時(shí)，應(yīng)按順序加砝碼；試驗(yàn)中不要震動實(shí)驗(yàn)臺，以免指針產(chǎn)生移動。（六）計(jì)算及制圖1按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比：附圖81 固結(jié)儀示意圖1水槽；2護(hù)環(huán)；3環(huán)刀；4加壓上蓋；5透水石；6量表導(dǎo)桿；7量表架；8試樣2下式計(jì)算各級荷重下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比ei： 式中：Gs土粒比重；w水的密度，g/cm3；o試樣起始含水率，；o試樣起始密度，g/cm3；hi在某

33、一荷重下試樣壓縮穩(wěn)定后的總變形量，其值等于該荷重附圖82 ep關(guān)系曲線下壓縮穩(wěn)定后的量表讀數(shù)減去儀器變形量（mm）；ho試樣起始高度，即環(huán)刀高度（mm）。3繪制壓縮曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo)，壓力p為橫坐標(biāo)，繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，如附圖82所示。并求出壓縮系數(shù)av與壓縮模量Es。（七）試驗(yàn)記錄（見附表81）固結(jié)試驗(yàn)記錄表 （快速法）附表81工程名稱 土樣面積 試驗(yàn)者 土樣編號 起始孔隙比 計(jì)算者 試驗(yàn)日期 起始高度 校核者 加壓歷時(shí)壓力p量表讀數(shù)儀器變形量校正后試樣變形量單位沉降量Si孔隙比ei壓縮系數(shù)壓縮模量（h）（kPa）（mm）（mm）（mm）Mpa-1MPa0000001501100

34、1200140024400 九、直接剪切試驗(yàn)（快剪法）（一）試驗(yàn)?zāi)康闹苯蛹羟性囼?yàn)是測定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法。通常采用四個試樣為一組，分別在不同的垂直壓力下，施加水平剪應(yīng)力進(jìn)行剪切，求得破壞時(shí)的剪應(yīng)力，然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角和凝聚力C 。直剪試驗(yàn)分為快剪（Q）、固結(jié)快剪（CQ）和慢剪（S）三種試驗(yàn)方法。在教學(xué)中可采用快剪法。（二）試驗(yàn)原理快剪試驗(yàn)是在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪切力，以0.81.2mm/min的速率剪切，一般使試樣在35min內(nèi)剪破?？旒舴ㄟm用于測定粘性土天然強(qiáng)度。附圖91 應(yīng)變控制式直剪儀結(jié)構(gòu)示意圖1垂直變形百分表；2垂直加壓框架；3推動座

35、；4剪切盒；5試樣；6測力計(jì)；7臺板；8杠桿；9砝碼（三）儀器設(shè)備1應(yīng)變控制式直接剪切儀：如附圖91，有剪力盒、垂直加壓框架、測力計(jì)及推動機(jī)構(gòu)等。2其它：量表、砝碼等。（四）試驗(yàn)步驟1切取試樣：按工程需要用環(huán)刀切取一組試樣，至少四個，并測定試樣的密度及含水率。如試樣需要飽和，可對試樣進(jìn)行抽氣飽和。2安裝試樣：對準(zhǔn)上下盒，插入固定銷釘。在下盒內(nèi)放入一透水石，上覆隔水蠟紙一張。將裝有試樣的環(huán)刀平口向下，對準(zhǔn)剪切盒，試樣上放隔水蠟紙一張，再放上透水石，將試樣徐徐推入剪切盒內(nèi)，移去環(huán)刀。3施加垂直壓力：轉(zhuǎn)動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測力計(jì)接觸，調(diào)整測力計(jì)中的量表讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每

36、組四個試樣，分別在四種不同的垂直壓力下進(jìn)行剪切。在教學(xué)上，可取四個垂直壓力分別為100、200、300、400kPa。4進(jìn)行剪切：施加垂直壓力后，立即拔出固定銷釘，開動秒表，以每分鐘46轉(zhuǎn)的均勻速率旋轉(zhuǎn)手輪（在教學(xué)中可采用每分鐘6轉(zhuǎn)）。使試樣在35分鐘內(nèi)剪破。如測力計(jì)中的量表指針不再前進(jìn)，或有顯著后退，表示試樣已經(jīng)被剪破。但一般宜剪至剪切變形達(dá)4mm。若量表指針再繼續(xù)增加，則剪切變形應(yīng)達(dá)6mm為止。手輪每轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)測記測力計(jì)量表讀數(shù)，直到試樣剪破為止。5拆卸試樣：剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中的積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、上蓋板，取出試樣。附圖92 關(guān)系曲線（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1先安裝試

37、樣，再裝量表。安裝試樣時(shí)要用透水石把土樣從環(huán)刀推進(jìn)剪切盒里，試驗(yàn)前量表中的大指針調(diào)至零。2加荷時(shí)，不要搖晃砝碼；剪切時(shí)要拔出銷釘。（六）計(jì)算及制圖1按下式計(jì)算各級垂直壓力下所測的抗剪強(qiáng)度：式中：f土的抗剪強(qiáng)度，kPa； C 測力計(jì)率定系數(shù)，N/0.01mm； R 測力計(jì)量表讀數(shù)，0.01mm。2繪制f曲線以垂直壓力為橫坐標(biāo)，以抗剪強(qiáng)度f為縱坐標(biāo)，縱橫坐標(biāo)必須同一比例，根據(jù)圖中各點(diǎn)繪制f關(guān)系曲線，該直線的傾角為土的內(nèi)摩擦角，該直線在縱軸上的截距為土的凝聚力C，如附圖92。（七）試驗(yàn)記錄直接剪切試驗(yàn)記錄表 土樣編號 儀 器 編 號 試驗(yàn)者 土樣說明 測力計(jì)率定系數(shù) 校核者 試驗(yàn)方法 手 輪 轉(zhuǎn) 數(shù)

38、 試驗(yàn)日期 儀器編號垂直壓力測力計(jì)讀數(shù)R抗剪強(qiáng)度f（kPa）（0.01mm）（kPa）100200300400十、三軸壓縮試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康娜S壓縮試驗(yàn)是測定土的抗剪強(qiáng)度的一種方法。對堤壩填方、路塹、岸坡等是否穩(wěn)定，擋土墻和建筑物地基是否能承受一定的荷載，都與土的抗剪強(qiáng)度有密切的關(guān)系。（二）試驗(yàn)原理土的抗剪強(qiáng)度是土體抵抗破壞的極限能力，即土體在各向主應(yīng)力的作用下，在某一應(yīng)力面上的剪應(yīng)力（）與法向應(yīng)力（）之比達(dá)到某一比值，土體就將沿該面發(fā)生剪切破壞。常規(guī)的三軸壓縮試驗(yàn)是取4個圓柱體試樣，分別在其四周施加不同的周圍壓力（即小主應(yīng)力）3，隨后逐漸增加軸向壓力（即大主應(yīng)力）1直至破壞為止。根據(jù)破壞時(shí)的大主應(yīng)力與小主應(yīng)力分別繪制莫爾圓，莫爾圓的切線就是剪應(yīng)力與法向應(yīng)力的關(guān)系曲線。三軸壓縮試驗(yàn)適用于測定粘性土和砂性土的總抗剪強(qiáng)度參數(shù)和有效抗剪強(qiáng)度參數(shù)，可分為不固結(jié)不排水試驗(yàn)（uu）；固結(jié)不排水試驗(yàn)（）和固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）。（三）試驗(yàn)設(shè)備1三軸儀：包括軸向加壓系統(tǒng)、壓力室、周圍壓力系統(tǒng)、孔隙壓力測量系統(tǒng)和試樣變形量測系統(tǒng)等。2其它：擊樣器、飽和器、切土